2019-2020年高中地理必修一：2-1冷熱不均引起大氣運動 教學設計2.doc

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2019-2020年高中地理必修一：2-1冷熱不均引起大氣運動 教學設計2【教學目標 】一、知識目標1使學生了解大氣的受熱過程，理解地面是近地面大氣主要、直接的熱源2了解大氣運動的能量來源、大氣運動的根本原因3使學生要會敘述熱力環(huán)流的形成過程，理解地表冷熱不均引起的大氣運動，理解水平氣壓梯度力是風形成的原動力和直接原因。4使學生了解水平氣壓梯度力、地轉偏向力、近地面摩擦力對大氣水平運動的影響，理解大氣運動的根本原因，大氣環(huán)流的形成。5在等壓線圖上表示實際大氣中的風向。二、能力目標1培養(yǎng)學生讀圖、析圖、繪圖能力，提高綜合分析問題以及運用地理知識解決實際問題的能力。2學生要會運用簡單的等壓線分布圖，分析、判斷風向。3通過本節(jié)課的學習，使學生的觀察力、推理和空間想象能力得到發(fā)展。三、德育目標1培養(yǎng)學生勇于探索、不怕困難的心理品質，對學生進行辯證唯物主義思想教育。2使學生認識大氣運動與人們生活和生產活動的關系，明確人類活動應如何趨利避害。3能將所學知識運用于實際，服務于社會?！窘虒W重點】1熱力環(huán)流的形成過程2大氣運動的基本形式及大氣水平運動的幾種作用力。【教學難點】1熱力環(huán)流的動態(tài)過程引起的等壓面的彎曲方向。2影響大氣水平運動的“三力”及其作用下的風向。【課時安排】2課時【教具設計】投影儀、投影片、多媒體、海平面氣壓場分布掛圖、板圖、紙箭頭【講授過程】第一課時 熱力環(huán)流【新課導入】我們學習了行星地球，知道地球是宇宙中一顆既普通又特殊的天體。為什么說地球是一個普通的天體?（學生回答：因為地球作為太陽系中的一顆行星，與其他行星一樣，是物質的和運動的，所以地球是一個普通的天體）為什么說地球是顆特殊的天體?一（學生回答：地球是太陽系中惟一有生命物質的天體，也是整個宇宙中惟一確知有生命物質的天體）如果地球上沒有大氣，也就沒有生物界，沒有人類及其賴以生存的自然環(huán)境。大氣是自然地理環(huán)境中最活躍的組成部分。我們從這節(jié)課開始探討地球上的大氣?！景鍟康诙?地球上的大氣【介紹】圍繞在地球周圍的厚厚的大氣，不僅提供了動植物維持生命活動所需要的各種氣體，而且還是地球上生物生存不可缺少的保護層。同時，大氣中進行著各種不同的物理過程，產生著各種不同的物理現(xiàn)象，它們對自然地理環(huán)境的形成和變化具有深刻的影響；對人類的生產和生活也具有重大作用?！具^渡】地球周圍的大氣好像一部巨大的機器，日夜不停地運動著。它的運動形式多種多樣，范圍有大有小，正是這種不停的大氣運動，形成了地球上不同地區(qū)的天氣和氣候。大氣為什么會運動，以及怎樣運動這是我們這一節(jié)課要學習的內容。【板書】第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運動一、大氣的受熱過程【指導讀書】（備注：采用投影的形式展示）大氣中的一切物理過程都伴隨著能量的轉換，請閱讀教材P30大氣的受熱過程部分，思考：1地球大氣最重要的能量來源是什么？2復述大氣的增溫原理？3近地面大氣主要、直接的熱源是什么？4物體的溫度與輻射中最強部分的波長的關系？太陽輻射和地面輻射分別為何種類型？5何為大氣逆輻射？【學生回答】略【總結講解】1地球大氣最重要的能量來源是太陽輻射能。2投射到地球上的太陽輻射能，要穿過厚厚的大氣，才能到達地球表面。太陽輻射能在傳播過程中，部分被大氣吸收或反射，大部分到達地面，并被地面反射和吸收。地面吸收太陽輻射能而增溫，同時又以長波輻射的形式把熱量傳遞給大氣。這種輻射熱交換是大氣增溫的最重要方式（圖21）。3近地面大氣主要、直接的熱源是地面。從大氣的受熱過程來看，地球大氣對太陽短波輻射吸收得較少，大部分太陽輻射能夠透過大氣射到地面；而大氣對地面長波輻射吸收得卻比較多，地面輻射放出的絕大部分熱量能夠被大氣截留下采。大氣的受熱過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣的運動狀態(tài)。4物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長越短；反之則越長。由于地球表面的溫度比太陽低得多，所以地面輻射的波長比太陽輻射長得多。相對于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射。5大氣在增溫的同時，也向外輻射熱量。大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的。大氣輻射中向下的部分，因為與地面輻射方向相反，稱為大氣逆輻射?！具^渡】結合我們剛才介紹的大氣的受熱過程，思考我們課前安排大家觀察的燒一鍋開水時，鍋里沸騰的開水，中間水向上冒，鍋邊水往下沉。點燃一小堆紙時，紙片和灰燼從火堆上升，在空中流向四周，又從火堆四周下沉，然后又進入火堆的原理是什么呢？【學生回答】略【總結講解】以上這兩種現(xiàn)象都是由于中間和四周受熱不均而形成的熱力環(huán)流現(xiàn)象。這就是我們今天要講的第二個問題：【板書】二、熱力環(huán)流【說明】由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。那么熱力環(huán)流的具體過程是怎樣的呢？請大家閱讀教材P32，思考熱力環(huán)流的形成原理？【學生回答】略【總結講解】下面我們就這兩幅圖一起來分析一下熱力環(huán)流的動態(tài)過程?！就队捌故尽俊局v解】（1）若A、B、C三地（如左上圖）受熱均勻，則三地氣溫相同；三地氣壓相同；三地氣壓隨高度遞減的規(guī)律相同；三地上空同一水平面上各點的氣壓相等，等壓面為互相平行的水平面。（2）若A地受熱（如右上圖），則A地氣溫較高，B、C兩地氣溫較低；A地空氣受熱膨脹上升，B、C兩地空氣相對冷卻下沉，引起空氣的垂直運動；A地近地面空氣膨脹上升，密度減小，氣壓降低，B、C兩地近地面空氣相對冷卻下沉，密度增大，氣壓升高，三地近地面處同一水平面上的氣壓A地較小，B、C兩地較大，迫使空氣從B、C流向A，導致空氣水平運動，此時三地近地面的等壓面不再是水平面，在氣壓較低的A處，等壓面往下移，在氣壓較高的B、C處，等壓面往上移；A地上空一定高度A處，因上升的空氣聚積密度增大，氣壓比同一水平面上周圍地區(qū)高，B、C處因空氣下沉后密度減小，氣壓比同一水平面上的周圍地區(qū)低，空氣就從氣壓較高的A處流向氣壓較低的B、C處，形成熱力環(huán)流?！景鍟?.冷熱不均引起的熱力環(huán)流由于同一水平面上的A、B、C點三地氣壓不再相等，等壓面也不再是水平面，在A處往上移，在B、C處往下移，就形成了彎曲的等壓面?？臻g氣壓值相等各點所組成的面，稱為等壓面。等壓面凸起的地方是高壓區(qū)，等壓面下凹的地方是低壓區(qū)。【板書】2.等壓面的彎曲方向【特別注意】【板書】3.氣壓、氣溫、高度三者之間的關系。一般情況 同一高度 氣溫高、氣壓低氣溫低、氣壓高不同高度 越往高、氣壓越低近地面氣壓的高低與高空相反【總結】【板書】太陽輻射冷熱不均空氣垂直運動空氣水平運動同一水平面氣壓差異根本原因直接原因熱力環(huán)流大氣運動最簡單形式【討論與思維拓展】（備注：采用投影的形式展示）請同學們做以下思考：某城市為我國重要的鋼鐵、化學工業(yè)基地，該城工業(yè)區(qū)、商業(yè)、文化及住宅區(qū)的分布如簡圖所示，住在該城的居民們發(fā)現(xiàn)，白天商業(yè)、文化和住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象會加劇，每到夜晚則減輕，請分析其原因。還有，該城市是新興工業(yè)城市，這里的老居民們說，現(xiàn)在一年中陰天的日子比過去多了，請分析其現(xiàn)象及原因?！緦W生回答】略【總結講解】以上內容，結合其地理位置，可做如下分析：白天，山坡地面接受太陽輻射后溫度升高、地面長波輻射增強，山坡上的空氣因為受地面長波輻射后增溫并膨脹上升，這樣，白天就出現(xiàn)沿山坡向上爬升的氣流，這股氣流也就把谷底工業(yè)區(qū)排放的大氣污染物帶到坡面上部的文化、商業(yè)和住宅區(qū)，加劇了污染。而到了晚上，山坡首先降溫，山坡上的氣流變?yōu)槭湛s下沉，工業(yè)區(qū)的污染物被抑制上升，商業(yè)、文化和住宅區(qū)的污染則得到減輕。因此，這一城市的住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象，白天加劇，夜晚減輕。這一原理，指大氣在山谷與山坡之間的環(huán)流運動，我們習慣稱之為山谷環(huán)流，也即山谷風。第二問的分析：該市是工業(yè)區(qū)，工廠建成后，工廠在生產過程中向大氣中排放的大量固體雜質成為水汽的凝結核，凝結核的增多使城市上空的水汽更容易發(fā)生凝結現(xiàn)象，因此，這一地區(qū)的陰天也就多了。【課堂小結】略【課后作業(yè)】結合所學知識分析教材P33活動中的海陸風及P56城市熱島環(huán)流的形成原理?！景鍟O計】第二章 地球上的大氣第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運動一、大氣的受熱過程二、熱力環(huán)流1冷熱不均引起的熱力環(huán)流2等壓面的彎曲方向3氣壓、氣溫、高度三者之間的關系。【新課導入】我們學習了行星地球，知道地球是宇宙中一顆既普通又特殊的天體。 為什么說地球是一個普通的天體?（學生回答：因為地球作為太陽系中的一顆行星，與其他行星一樣，是物質的和運動的，所以地球是一個普通的天體） 為什么說地球是顆特殊的天體?一（學生回答：地球是太陽系中惟一有生命物質的天體，也是整個宇宙中惟一確知有生命物質的天體） 如果地球上沒有大氣，也就沒有生物界，沒有人類及其賴以生存的自然環(huán)境。大氣是自然地理環(huán)境中最活躍的組成部分。我們從這節(jié)課開始探討地球上的大氣?！景鍟康诙?地球上的大氣 【介紹】圍繞在地球周圍的厚厚的大氣，不僅提供了動植物維持生命活動所需要的各種氣體，而且還是地球上生物生存不可缺少的保護層。同時，大氣中進行著各種不同的物理過程，產生著各種不同的物理現(xiàn)象，它們對自然地理環(huán)境的形成和變化具有深刻的影響；對人類的生產和生活也具有重大作用?！具^渡】地球周圍的大氣好像一部巨大的機器，日夜不停地運動著。它的運動形式多種多樣，范圍有大有小，正是這種不停的大氣運動，形成了地球上不同地區(qū)的天氣和氣候。大氣為什么會運動，以及怎樣運動這是我們這一節(jié)課要學習的內容?！景鍟康谝还?jié)：冷熱不均引起大氣運動一、大氣的受熱過程【指導讀書】（備注：采用投影的形式展示）大氣中的一切物理過程都伴隨著能量的轉換，請閱讀教材P30大氣的受熱過程部分，思考：1地球大氣最重要的能量來源是什么？2復述大氣的增溫原理？3近地面大氣主要、直接的熱源是什么？4物體的溫度與輻射中最強部分的波長的關系？太陽輻射和地面輻射分別為何種類型？5何為大氣逆輻射？【學生回答】略【總結講解】1地球大氣最重要的能量來源是太陽輻射能。 2投射到地球上的太陽輻射能，要穿過厚厚的大氣，才能到達地球表面。太陽輻射能在傳播過程中，部分被大氣吸收或反射，大部分到達地面，并被地面反射和吸收。地面吸收太陽輻射能而增溫，同時又以長波輻射的形式把熱量傳遞給大氣。這種輻射熱交換是大氣增溫的最重要方式（圖21）。3近地面大氣主要、直接的熱源是地面。從大氣的受熱過程來看，地球大氣對太陽短波輻射吸收得較少，大部分太陽輻射能夠透過大氣射到地面；而大氣對地面長波輻射吸收得卻比較多，地面輻射放出的絕大部分熱量能夠被大氣截留下采。 大氣的受熱過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣的運動狀態(tài)。4物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長越短；反之則越長。由于地球表面的溫度比太陽低得多，所以地面輻射的波長比太陽輻射長得多。相對于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射。5大氣在增溫的同時，也向外輻射熱量。大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的。大氣輻射中向下的部分，因為與地面輻射方向相反，稱為大氣逆輻射?！具^渡】結合我們剛才介紹的大氣的受熱過程，思考我們課前安排大家觀察的燒一鍋開水時，鍋里沸騰的開水，中間水向上冒，鍋邊水往下沉。點燃一小堆紙時，紙片和灰燼從火堆上升，在空中流向四周，又從火堆四周下沉，然后又進入火堆的原理是什么呢？【學生回答】略【總結講解】以上這兩種現(xiàn)象都是由于中間和四周受熱不均而形成的熱力環(huán)流現(xiàn)象。這就是我們今天要講的第二個問題：【板書】二、熱力環(huán)流【說明】由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。那么熱力環(huán)流的具體過程是怎樣的呢？請大家閱讀教材P32，思考熱力環(huán)流的形成原理？【學生回答】略【總結講解】下面我們就這兩幅圖一起來分析一下熱力環(huán)流的動態(tài)過程?！就队捌故尽俊局v解】（1）若A、B、C三地（如左上圖）受熱均勻，則三地氣溫相同；三地氣壓相同；三地氣壓隨高度遞減的規(guī)律相同；三地上空同一水平面上各點的氣壓相等，等壓面為互相平行的水平面。（2）若A地受熱（如右上圖），則A地氣溫較高，B、C兩地氣溫較低；A地空氣受熱膨脹上升，B、C兩地空氣相對冷卻下沉，引起空氣的垂直運動；A地近地面空氣膨脹上升，密度減小，氣壓降低，B、C兩地近地面空氣相對冷卻下沉，密度增大，氣壓升高，三地近地面處同一水平面上的氣壓A地較小，B、C兩地較大，迫使空氣從B、C流向A，導致空氣水平運動，此時三地近地面的等壓面不再是水平面，在氣壓較低的A處，等壓面往下移，在氣壓較高的B、C處，等壓面往上移；A地上空一定高度A處，因上升的空氣聚積密度增大，氣壓比同一水平面上周圍地區(qū)高，B、C處因空氣下沉后密度減小，氣壓比同一水平面上的周圍地區(qū)低，空氣就從氣壓較高的A處流向氣壓較低的B、C處，形成熱力環(huán)流。【板書】1.冷熱不均引起的熱力環(huán)流由于同一水平面上的A、B、C點三地氣壓不再相等，等壓面也不再是水平面，在A處往上移，在B、C處往下移，就形成了彎曲的等壓面。空間氣壓值相等各點所組成的面，稱為等壓面。等壓面凸起的地方是高壓區(qū)，等壓面下凹的地方是低壓區(qū)?！景鍟?.等壓面的彎曲方向【特別注意】【板書】3.氣壓、氣溫、高度三者之間的關系。一般情況 同一高度 氣溫高、氣壓低氣溫低、氣壓高不同高度 越往高、氣壓越低近地面氣壓的高低與高空相反 【討論與思維拓展】（備注：采用投影的形式展示）請同學們做以下思考：某城市為我國重要的鋼鐵、化學工業(yè)基地，該城工業(yè)區(qū)、商業(yè)、文化及住宅區(qū)的分布如簡圖所示，住在該城的居民們發(fā)現(xiàn)，白天商業(yè)、文化和住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象會加劇，每到夜晚則減輕，請分析其原因。還有，該城市是新興工業(yè)城市，這里的老居民們說，現(xiàn)在一年中陰天的日子比過去多了，請分析其現(xiàn)象及原因。【學生回答】略【總結講解】以上內容，結合其地理位置，可做如下分析：白天，山坡地面接受太陽輻射后溫度升高、地面長波輻射增強，山坡上的空氣因為受地面長波輻射后增溫并膨脹上升，這樣，白天就出現(xiàn)沿山坡向上爬升的氣流，這股氣流也就把谷底工業(yè)區(qū)排放的大氣污染物帶到坡面上部的文化、商業(yè)和住宅區(qū)，加劇了污染。而到了晚上，山坡首先降溫，山坡上的氣流變?yōu)槭湛s下沉，工業(yè)區(qū)的污染物被抑制上升，商業(yè)、文化和住宅區(qū)的污染則得到減輕。因此，這一城市的住宅區(qū)的大氣污染現(xiàn)象，白天加劇，夜晚減輕。這一原理，指大氣在山谷與山坡之間的環(huán)流運動，我們習慣稱之為山谷環(huán)流，也即山谷風。第二問的分析：該市是工業(yè)區(qū)，工廠建成后，工廠在生產過程中向大氣中排放的大量固體雜質成為水汽的凝結核，凝結核的增多使城市上空的水汽更容易發(fā)生凝結現(xiàn)象，因此，這一地區(qū)的陰天也就多了?！菊n堂小結】略【課后作業(yè)】結合所學知識分析教材P33活動中的海陸風及P56城市熱島環(huán)流的形成原理。【板書設計】第二章 地球上的大氣第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運動一、大氣的受熱過程二、熱力環(huán)流1 .冷熱不均引起的熱力環(huán)流2等壓面的彎曲方向3氣壓、氣溫、高度三者之間的關系。太陽輻射冷熱不均空氣垂直運動空氣水平運動同一水平面氣壓差異根本原因直接原因熱力環(huán)流大氣運動最簡單形式第二課時 大氣的水平運動風【復習舊課】1大氣環(huán)流形成的根本原因是什么？2說說城市風、山谷風、海陸風的風向及變化?！緦W生回答】略【引入新課】通過上節(jié)課的學習已經知道，大氣運動有兩種基本形式；水平運動和垂直運動，其中對我們影響最大的是大氣的水平運動，也就是風。今天我們專門來學習它?！景鍟咳?、大氣的水平運動風【講授新課】【指導讀書】請同學們閱讀教材P3334內容，思考回答：1形成風的直接原因是什么？2受哪個力的作用下，風向與等壓線是平行的？這種風向在什么地方存在？3了試說明風的形成過程及其風在不同力的作用下，風向的變化情況。【學生回答】略【總結講解】【板書】（一）作用力1水平氣壓梯度力形成風的直接原因（1）氣壓梯度：單位距離間的氣壓差。100610081010(hPa)（2）水平氣壓梯度力：促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力。方向：垂直于等壓線，由高壓指向低壓；大?。号c氣壓梯度成正比；100610081010(hPa)水平氣壓梯度力水平地轉偏向力【板書】2水平地轉偏向力只改變風向，不改變風速（1）方向：北半球右偏、南半球左偏；（2）判定：（北半球）背風而立，高壓在右，低壓在左。（南半球）背風而立，高壓在左，低壓在右?！景鍟?摩擦力既改變風向，又改變風速（1）方向：與運動方向相反（2）可以減小風速【討論】我們剛才介紹了影響大氣的水平運動風的三種作用力，請大家思考是否所有位置的風都受到這三種力的影響呢？【學生回答】略【總結過渡】剛才同學們回答的很好，在不同的部位影響大氣運動的作用力有差別，從而形成了各個不同部位的風向，這就是我們下面重點介紹的不同部位的風?！景鍟浚ǘ┎煌课坏娘L1.高空大氣中的風向【講解】在理想狀態(tài)下，空氣質點只受一個力即水平氣壓梯度力的作用時，水平氣壓梯度力垂直于等壓線，并由高壓指向低壓。如果沒有其他外力的影響，風向應該與氣壓梯度力的方向一致，即風向垂直于等壓線。【討論】在實際生活中，空氣質點還受地轉偏向力因素的影響，在水平氣壓梯度力和地轉偏向力的共同作用下的風向又如何呢？【學生回答】略【總結講解】大氣是在自轉的地球上作水平運動的，所以當大氣一開始運動，馬上就受到地轉偏向力的影響，使風向逐漸偏離了氣壓梯度力的方向，北半球向右偏，南半球向左偏。這樣在水平氣壓梯度力和水平地轉偏向力作用下形成的風，請同學們讀P34圖2.6。圖上表示了北半球平直等壓線的情況。初始狀態(tài)時，空氣質點垂直等壓線運動（按水平氣壓梯度力的方向）。最終狀態(tài)時，風向平行于等壓線。這個過程是水平氣壓梯度力和水平地轉偏向力逐步建立平衡的過程，在這個過程中，空氣質點始終是按兩個力的合力方向運動，而水平地轉偏向力始終是垂直于運動方向的右側，所以使得風向不斷地右偏。最后，風向平行于等壓線，此時，水平氣壓梯度力與水平地轉偏向力大小相等，方向相反，其合力為零，達到平衡狀態(tài)，空氣運動不再偏轉而作慣性運動，形成了平行于等壓線吹的穩(wěn)定的風。通常把這種穩(wěn)定的風叫地轉風，因為它只考慮了氣壓梯度力和地球自轉的影響，所以叫地轉風。地轉風是大氣運動最簡單的情況，它在高空平直等壓線的情況下是實際存在的。依此原理，可以推導出風與氣壓場之間的關系：人背風而立，低壓在左，高壓在右，通常稱之為風壓定律。所以，高空大氣中的風向，是氣壓梯度力和地轉偏向力共同作用的結果，風向與等壓線平行。在這個形成過程中，地轉偏向力只改變風的風向，不能改變風的速度?！巨D折】實際在近地面還存在摩擦力，這種再加上摩擦力的作用下，風向又表現(xiàn)為一種新的情形。我們已經介紹了摩擦力是指地面與空氣之間，以及運動狀況不同的空氣之間互相作用而產生的阻力。近地面的大氣層里平直等壓線的情況下，當水平氣壓梯度力與地轉偏向力和摩擦力兩種力的合力達到平衡時，形成斜穿等壓線吹的風，這便是近地面風的情況?！景鍟?、近地面的風請同學們讀教材P34圖2.7，并且在圖上畫出地轉偏向力和摩擦力的合力。從圖中可以看出，因為摩擦力永遠和運動方向相反，即與風向相反，而水平地轉偏向力又在運動方向右側90，即與風向垂直，所以，摩擦力與水平地轉偏向力的合力和水平氣壓梯度力達到平衡時，風是斜穿等壓線吹的。即風向與等壓線之間成一夾角。摩擦力對風有阻礙作用，可以減小風速。所以，摩擦力既影響風向，又影響風速?！菊n堂小結】三個力與風向的關系作用在大氣上的力力的方向風向水平氣壓梯度力垂直于等壓線，由高壓指向低壓一個力作用時，垂直于等壓線，由高壓指向低壓水平地轉偏向力垂直于風向，北半球右偏，南半球左偏二個力平衡時，平等于等壓線，（北半球）背風而立，高壓在右，低壓在左摩擦力與風向相反三個力共同作用時，與等壓線斜交，（北半球）背風而立，高壓在右，低壓在左這節(jié)課我們大量運用了圖表，這也是學習地理的最基本的方法之一，希望同學們能重視圖表的觀察、比較與分析，這是學好地理的最重要的手段之一。